DOI: https://doi.org/10.22281/2413-9920-2025-11-04-384-391

УДК 621.86

Гончаров К.А.
Применение генетического алгоритма в процессе синтеза структурных схем приводов механизмов подъема груза
Синтез структурной схемы привода механизма подъема груза любой грузоподъемной машины является нетривиальной и неформализованной инженерной задачей, опирающейся в своей основе на опыт проектировщика в вопросе подбора взаимодействующих в структуре привода узлов. Лишь во вторую очередь в данной проектной процедуре можно поставить значимость проводимых параллельно дополнительных компоновочных расчетов, легко поддающихся формализации и, как следствие, дальнейшей автоматизации. В настоящей статье предложено математическое решение процедуры формализации построения схем приводов механизма подъема и поиска наилучшей из них на основе одного из концептуальных решений при построении моделей искусственного интеллекта – метода создания новых решений в виде генетического алгоритма. Показаны особенности построения исходной популяции решений, кроссовера и мутации. Отдельный акцент сделан на необходимости определения сбалансированного вида функции приспособленности. Приведен сравнительный ана-из качества синтезируемых решений в зависимости от применяемого количества эволюционных итераций при реализации генетического алгоритма в случае использования статических функций приспособленности.
Ключевые слова: механизм подъема груза, синтез структуры привода, генетический алгоритм, модели искусственного интеллекта.

Goncharov K.A.
Application of a genetic algorithm in the synthesis process of structural diagrams of load-lifting mechanisms drives
Synthesizing the structural diagram of a hoisting mechanism drive for any lifting machine is a nontrivial and non-formalized engineering task, relying primarily on the designer’s experience in selecting the components interacting within the drive structure. Only secondary importance in this design procedure can be placed on the additional, parallel layout calculations, which are easily formalized and, consequently, further automated. This article proposes a mathematical solution for formalizing the construction of hoisting mechanism drive diagrams and searching for the best one. This solution is based on one of the conceptual solutions for constructing artificial intelligence models—a method for generating new solutions in the form of a genetic algorithm. The features of constructing the initial solution population, crossover, and mutation are demonstrated. Particular emphasis is placed on the need to define a balanced fitness function. A comparative analysis of the quality of the synthesized solutions is provided, depending on the number of evolutionary iterations used in implementing the genetic algorithm when static fitness functions are used.
Key words: Load lifting mechanism, drive structure synthesis, genetic algorithm, artificial intelligence models.

Скачать статью (файл pdf) — Download (pdf)

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-ShareAlike» («Атрибуция — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.